Bohr-Mollerup teoremi

Bohr-Mollerup teoremi,[1][2] Matematiksel analizde adını Danimarkalı matematikçi Harald Bohr ve Johannes Mollerup'tan almıştır.[3]

Bu teorem x > 0 için Gama fonksiyonu'nun, karakterizasyonu'nu tanımlar.

sade fonksiyon ƒ için x > 0 açık aralığında ardı ardına üç özellik

  • ve
  • ve
  • logaritmik konveksdir.

Bu teoremin seçkin açıklaması Artin'in kitabı The Gamma Function'un yeniden basımı bir AMS koleksiyonudur ve Artin tarafından kaleme alınmıştır.

İlk baskı Karmaşık Analiz içindeydi ve Bohr ve Mollerup'un izniyle basılmıştır.

Kanıtı

değiştir

Teoremin ifadesi

değiştir

  karşılayan tek fonksiyon   ile   ve ayrıca  .için konvekstir.

Kanıtı

değiştir
  yardımıyla, yukarıda kabul edilen özelliklere bağlı olarak kurulan fonksiyon
  ve  konvekstir ve
 

Aslında   gerçeğinden şunu kurabiliriz.


 

ve bu sonuçtan hareketle

  ifadesi   doğal sonucudur bu özellikle tam sayılara uygulanarak aşağıdaki sonuca varabiliriz.

  ise  

ve eğer   yoksa... yani bizim bağıntımız

  olmak üzere
 
  tüm   değerleri için aşağıdaki   ve   iki noktayı birleştiren doğrunun eğiminin hesabı   olmak üzere   monoton olarak arttığı için konveks fonksiyon ile onun doğal öngörüsüden dolayı   konveks olduğunu biliyoruz
 

Böyle bir limit varlığı veya yakınsama gibi çeşitli şeyleri kanıtlamak için ortak bir analiz tekniğidir. Şimdi biz bu fonksiyonu geri çağırıyoruz ve her ikisi monoton artandır . Bu, iki ifade arasında sıkışmış olan fonksiyon son satırından bellidir   ve   . biz bu özelliği eşitsizlikte kullanırsak devamla:

 

Son satırı güçlü bir ifadedir. Özelde, bütün   değerler için de geçerlidir.   nın herhangi bir   değeri seçimi için sağ tarafta daha küçük ve aynı şekilde,   nın herhangi bir   diğer tercihi için sol tarafta daha büyük olmasıdır. Her bir eşitsizlik yalnız bir durum ve bağımsız bir ifade olarak yorumlanabilir bir durumdur. bu nedenle RHS ve LHS'yi farklı -n-değerleri için seçmekte özgürüz. Özellikle, LHS için   RHS için  seçiminde tutarsak.

 

Bu son iki ifadeyi birleştirirsek


 

şimdi  olarak alınırsa.   sağ yan eşitliğe giderken sol yan eşitsizliğe gider.   devamlı sıkıştırılırsa,   ifadesinin tek anlamı olabilir,eşitlik  'ya gider. Bu ispat bağlamında   'ya ait belirtilen üç özellik idi. Ayrıca kanıt  için belirli bir ifade sağlar Ve ispatın son kritik bölümünde bir dizinin limiti benzersiz olduğu hatırdan çıkarılmamalıdır Bu demektir ki herhangi bir   seçim için, sadece bir sayı   bulunabilir Burada   fonksiyonun tüm özelliklerine sahip başka bir fonksiyon yoktur.

ispat sorusunun teorem varsayımı kalan diğer ucudur   herkes için mantıklı  burada   bulunmaktadır. Problem bizim ilk çift eşitsizliğimizdedir.

 

  için kısıtlama konmuştur. öğleyse, monoton artan yapmak isteniyor,   daha sonra eğer   söyleniyorsa ,olması isteniyorsa oluşturulan tüm kanıt eşitsizliğin çelişmesi üzerinedir ama

 

dikkat edilmelidir.

ilk olarak gösterilen  'ın bütün değerleri için  'ın buradaki limit tanımlıdır.

Kaynakça

değiştir
  1. ^ Hazewinkel, Michiel, (Ed.) (2001), "Bohr–Mollerup theorem", Encyclopaedia of Mathematics, Kluwer Academic Publishers, ISBN 978-1556080104 
  2. ^ Eric W. Weisstein, Bohr–Mollerup Theorem (MathWorld)
  3. ^ Mollerup, J., Bohr, H. (1922). Lærebog i Kompleks Analyse vol. III, Copenhagen.